CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data)

Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS) é um dataset

de dados de precipitação com mais de 30 anos, desde 1981 até ao presente, com cobertura

quasi-global (50ºS – 50ºN). O produto foi criado numa colaboração entre a USGS (U.S. Geological Survey) e o EROS (Earth Resources Observation and Science), de forma a

fornecer dados de precipitação com vista a análise de séries temporais e monitorização sazonal de seca, uma vez que estimativas derivadas de dados satélite ofereciam médias espaciais que podiam diferir da realidade quando associadas a mudanças no terreno. Por outro lado, estações meteorológicas em terra não garantem uma cobertura uniforme a monitorização da precipitação em áreas extensas (Funk, et al., 2015).

O produto CHIRPS é obtido interpolando imagens de satélite, mais concretamente do produto TRMM, com dados in-situ de estações meteorológicas em terra. Este trabalho usou os dados CHIRPS para estudar o máximo mensal, sazonal e anual da precipitação sobre a península ibérica. Essa decisão foi tomada uma vez que o produto CHIRPS oferece a cobertura que os dados TRMM oferecem para uma zona de estudo vasta como é a Península Ibérica, ao passo que os dados das estações meteorológicas oferecem uma melhor resolução.

Os dados de precipitação são expressos em mm/pentad, em que pentad é definido tal que os primeiros 5 pentad do mês são de 5 dias cada, e o último pentad do mês vai do dia 26 até ao último dia do mês. O valor mínimo é 0 mm/pentad e o máximo 1072.43 mm/pentad.

3.3.1.

Landsat 5 e Landsat 8

Nos estudos de vegetação e solo, foram usados os dados dos satélites Landsat, que são parte do programa Landsat da NASA e que, entre eles, fornecem produtos desde 1984 até 2018. Apesar de o satélite Landsat 5 ter sido desativado entre 2012 e 2013, com os dados do Landsat 8 foi possível ter a continuidade temporal necessária para este estudo.

Apesar de se ter ponderado o uso do Landsat 7 neste estudo, essa hipótese foi descartada devido às falhas nos produtos provenientes desse satélite. Tal deveu-se à falha ocorrida em 2003 a bordo do Landsat 7 (Página da USGS - Landsat 7, 2018) com o seu Scan

Line Corrector (SLC), que compensava o movimento do satélite.

As imagens dos satélites Landsat 5 e Landsat 8 permitem ter cobertura da Terra a cada 16 dias. A bordo do Landsat 5, estão presentes os sensores Multispectral Scanner (MSS), com quatro bandas espectrais – Bandas 4 a 7 – e o Thematic Mapper (TM), com sete bandas espectrais – Bandas 1 a 7. No Google Earth Engine as informações das bandas são apresentadas conforme apresentado na tabela 2. A banda 6, do infravermelho térmico, tem resolução de 30 metros depois de ter sido reamostrada de 60 metros.

Tabela 1 - Bandas do Landsat 5. Fonte: USGS

Banda Resolução Comprimento de onda B1 – Azul 30 m 0.45 - 0.52 µm

B2 - Verde 30 m 0.52 - 0.60 µm

B3 – Vermelho 30 m 0.63 - 0.69 µm

B4 – Infravermelho 30 m 0.76 - 0.90 µm

B5 – Infravermelho de ondas curtas 30 m 1.55 - 1.75 µm

B6 – Infravermelho térmico 1. 30 m 10.40 - 12.50 µm

B7 – Infravermelho de ondas curtas 2 30 m 2.08 - 2.35 µm

BQA (QA Bitmask) Quality Assessment (QA)

Já a bordo do Landsat 8, dois instrumentos estão presentes: o Operational Land Imager (OLI) e o Thermal Infrared Sensor (TIRS).

As bandas espectrais a bordo do sensor OLI têm duas bandas adicionais em relação aos anteriores instrumentos Landsat: a banda 1, no canal do azul escuro do visível, designado especificamente para investigação em zonas costeiras, recursos hídricos e estudos de aerossóis, e um novo canal de infravermelho de onda curta, na banda 9.

O instrumento TIRS capta duas bandas espectrais para o comprimento de onda antes coberto por uma única banda nos sensores TM e ETM+, os seus antecessores.

As imagens Landsat 8 consistem, então, de nove bandas espectrais com: • Resolução espacial de 30 metros para as bandas 1 a 7 e 9; • A resolução da banda 8 (pancromática) é de 15 metros.;

• As bandas térmicas 10 e 11 são úteis a providenciar temperaturas à superfície mais precisas, e são recolhidas com 100 metros;

• O produto normalmente tem 170 km (norte-sul) por 183 km (este-oeste). Tabela 2 - Bandas do Landsat 8. Fonte: USGS

Banda Resolução Comprimento de onda B1 – Aerossol costeiro 30 m 0.43 - 0.45 µm

B2 - Azul 30 m 0.45 - 0.51 µm

B3 – Verde 30 m 0.53 - 0.59 µm

B4 – Vermelho 30 m 0.64 - 0.67 µm

B5 – Infravermelho 30 m 0.85 - 0.88 µm

B6 – Infravermelho de ondas curtas 1. 30 m 1.57 - 1.65 µm

B7 – Infravermelho de ondas curtas 2 30 m 2.11 - 2.29 µm

B8 – Pancromática 15 m 0.52 – 0.90 µm

B9 – Cirrus 15 m 1.36 – 1.38 µm

B10 – Infravermelho térmico 1 30 m 10.60 – 11.19 µm

B11 – Infravermelho térmico 2 30 m 11.50 – 12.51 µm Dados utilizados

Nome: Landsat 5 TM Collection 1 Tier 1 calibrated top-of-atmosphere (TOA) reflectance

ID no GEE: LANDSAT/LT05/C01/T1_TOA

Nome: Landsat 8 Collection 1 Tier 1 and Real-Time data calibrated top-of- atmosphere (TOA) reflectance.

ID no GEE: LANDSAT/LC08/C01/T1_RT_TOA

Área de estudo

A zona de estudo para esta dissertação é a Península Ibérica. Esta localiza-se a sudoeste da Europa; e é rodeada pelo Mar Mediterrâneo e pelo Oceano Atlântico e é a segunda maior península do continente, com aproximadamente 580.000 km². Está ligada ao continente europeu pela zona nordeste, sendo que a fronteira é formada pelos Pirenéus, e compreende os países de Portugal, Espanha e Andorra, uma pequena fração do território francês e o território britânico de Gibraltar.

Num estudo de seca, é importante conhecer as características do terreno e ter estas em conta quando considerando os resultados dos fatores que neste estudo vão ser analisados, nomeadamente a precipitação, vegetação e humidade do solo. É natural que, pela natureza distinta das regiões na península ibérica, mesmo que sob condições semelhantes de precipitação ou temperatura, se obtenham comportamentos diferentes, e vice-versa – menor precipitação cumulativa ou média em determinadas regiões não quer necessariamente dizer que essa mesma estará sujeita a um cenário de seca, mais ou menos do que uma região que tenha precipitação cumulativa e/ou média superior.

É portanto necessário ter em conta dois fatores, que são a ocupação do território e as zonas climáticas da região de estudo; o primeiro pelas razões enunciadas, e o segundo porque se deverá ter em conta, ao analisar a precipitação e temperatura, que existe um comportamento distinto e característico associado às diferentes zonas climáticas que abrangem a península, uma vez que nas zonas em que os climas são secos, é de esperar menor precipitação em determinadas épocas do ano em relação a zonas temperadas e zonas frias, como se irá elaborar a seguir.

Por outro lado, é também importante realçar a importância de um estudo de seca em território nacional, como já foi mencionado, pelas consequências que esta forma de desastre natural traz quando se abate sobre uma região.

Nos casos de Portugal e Espanha, por exemplo, a percentagem de população empregada nos setores da agricultura, silvicultura e pesca ronda os 4.8% (Portugal) e os 4.1% (Espanha). Ambos os países dedicam-se à produção de trigo e de vinho nesses setores, e ambos têm áreas a rondar os 8% respetivamente dedicadas a agricultura biológica. Em 2015, Espanha detinha 27% do seu território como áreas protegidas pela sua diversidade, e Portugal 21% (Instituto Nacional de Estatística, 2016). Cenários de seca trazem consequências muitas vezes desastrosas para estes setores, e, quando se estendem por períodos prolongados, chegam a outros setores, como ao da energia.